Päikeseenergia näited. Kuidas saab päikeseenergiat kasutada

Kaasaegse inimese elu on lihtsalt mõeldamatu ilma energiata. Elektrikatkestus tundub olevat katastroof, inimene ei kujuta enam elu ilma transpordita ette ja näiteks toidu valmistamine lõkkel, mitte mugaval gaasi- või elektripliidil, on juba hobi.

Seni kasutame energia tootmiseks fossiilkütuseid (nafta, gaas, kivisüsi). Kuid nende varud meie planeedil on piiratud ja mitte täna ega homme ei tule päev, mil need otsa saavad. Mida teha? Vastus on juba olemas – otsida muid energiaallikaid, ebatavalisi, alternatiivseid, mille tagavara on lihtsalt ammendamatu.

Nende alternatiivsete energiaallikate hulka kuuluvad päike ja tuul.

Päikeseenergia kasutamine

Päike- võimsaim energiatarnija. Me kasutame midagi oma füsioloogiliste omaduste tõttu. Kuid miljonid, miljardid kilovatid lähevad raisku ja kaovad õhtu saabudes. Iga sekund annab Päike Maale 80 tuhat miljardit kilovatti. Seda on mitu korda rohkem kui kõik maailma elektrijaamad toodavad.

Kujutage vaid ette, millist kasu päikeseenergia kasutamine inimkonnale toob:

. Lõpmatus ajas... Teadlased ennustavad, et päike ei kustu veel mitme miljardi aasta pärast. Ja see tähendab, et seda jätkub meie sajandiks ja meie kaugetele järglastele.

. Geograafia... Meie planeedil pole kohti, kuhu päike ei paista. Kuskil heledam, kuskil hämaram, aga Päike on igal pool. See tähendab, et Maad pole vaja ümbritseda lõputusse juhtmevõrku, püüdes elektrit planeedi kaugematesse nurkadesse toimetada.

. Kogus... Päikesest saadavat energiat jätkub kõigile. Isegi kui keegi hakkab sellist energiat edaspidiseks kasutamiseks mõõtmatult talletama, ei muuda see midagi. Piisavalt akude laadimiseks ja rannas päevitamiseks.

. Majanduslik kasu... Te ei pea enam kulutama raha küttepuude, kivisöe, bensiini ostmiseks. Tasuta päikesevalgus vastutab veevarustuse ja auto, konditsioneeri ja televiisori, külmiku ja arvuti toimimise eest.

. Keskkonnasõbralik... Metsade täielik raadamine jääb minevikku, kaob vajadus ahjude kütmiseks, uute "Tšernobõli" ja "Fukushima" ehitamiseks, kütteõli ja õli põletamiseks. Milleks nii palju vaeva näha looduse hävitamise nimel, kui taevas on imeline ja ammendamatu energiaallikas – Päike.

Õnneks pole need unistused. Teadlaste hinnangul annab 2020. aastaks Euroopas 15% elektrienergiast päikesevalgus. Ja see on alles algus.

Kus kasutatakse päikeseenergiat

. Päikesepaneelid... Maja katusele paigaldatud akud enam ei üllata. Neelates päikeseenergiat, muudavad nad selle elektrienergiaks. Näiteks Californias nõuab iga uus kodu projekt päikesepaneeli kasutamist. Ja Hollandis nimetatakse Herhugovardi linna "Päikese linnaks", sest kõik siinsed majad on varustatud päikesepaneelidega.

. Transport.

Juba praegu varustavad autonoomse lennu ajal kõik kosmoselaevad end päikeseenergiast elektriga.

Päikeseenergial töötavad sõidukid. Sellise auto esimest mudelit tutvustati juba 1955. aastal. Ja juba 2006. aastal alustas Prantsuse ettevõte Venturi "päikese" autode seeriatootmist. Selle omadused on endiselt tagasihoidlikud: ainult 110 kilomeetrit autonoomset sõitu ja kiirus ei ületa 120 km / h. Kuid peaaegu kõik maailma autotööstuse juhid töötavad välja oma keskkonnasõbralike autode versioone.

. Päikeseelektrijaamad.

. Vidinad... Paljude seadmete jaoks, mis saavad energiat päikesest, on juba laadijad.

Päikeseenergia tüübid (päikeseelektrijaamad)

Praegu on välja töötatud mitut tüüpi päikeseelektrijaamu (SPP):

. Torn... Toimimispõhimõte on lihtne. Hiiglaslik peegel (heliostaat) pöördub päikese järgi ja suunab päikesekiired veega täidetud jahutusradiaatorisse. Siis juhtub kõik nagu tavalises koostootmisjaamas: vesi keeb, muutub auruks. Aur pöörab turbiini, mis toidab generaatorit. Viimane toodab elektrit.

. Poppet... Tööpõhimõte on sarnane torni omadega. Erinevus seisneb disainis endas. Esiteks ei kasutata ühte peeglit, vaid mitut ümmargust, mis on sarnane tohututele taldrikutele. Peeglid on paigaldatud radiaalselt ümber vastuvõtja.

Igal plaadil SES võib olla korraga mitu sarnast moodulit.

. Fotogalvaaniline(kasutades fotopatareisid).

. SES parabool-silindrilise kontsentraatoriga... Tohutu silindrikujuline peegel, kus parabooli fookusesse on paigaldatud jahutusvedelikuga toru (enamasti kasutatakse õli). Õli soojeneb soovitud temperatuurini ja annab veele soojust.

. Päikese vaakum... Krunt on kaetud klaaskatusega. Selle all olev õhk ja pinnas soojenevad rohkem. Spetsiaalne turbiin juhib sooja õhu vastuvõtutorni, mille lähedale on paigaldatud elektrigeneraator. Elektrit toodetakse temperatuuride erinevusest.

Tuuleenergia kasutamine

Teine alternatiivne ja taastuv energiaallikas on tuul. Mida tugevam tuul, seda rohkem kineetilist energiat see genereerib. Ja kineetilist energiat saab alati muuta mehaaniliseks või elektrienergiaks.

Tuulest saadavat mehaanilist energiat on kasutatud pikka aega. Näiteks teravilja jahvatamisel (kuulsad tuulikud) või vee pumpamisel.

Kasutatakse ka tuuleenergiat:

Elektrit tootvates tuuleturbiinides. Terad laevad akut, millest suunatakse vool muunduritele. Siin muundatakse alalisvool vahelduvvooluks.

Transport. Juba on olemas auto, mis töötab tuulejõul. Spetsiaalne tuuleturbiin (lohe) võimaldab liikuda ka veesõidukitel.

Tuuleenergia liigid (tuuleelektrijaamad)

. Maapealne- kõige levinum tüüp. Sellised tuulepargid paigaldatakse küngastele või kõrgendikele.

. Avamere... Need on ehitatud madalasse vette, rannikust märkimisväärsele kaugusele. Elekter tarnitakse maale merealuste kaablite kaudu.

. Rannikuäärne- paigaldatud mõnele kaugusele merest või ookeanist. Ranniku tuulepargid kasutavad tuulte jõudu.

. Ujuv... Esimene ujuvtuulik paigaldati 2008. aastal Itaalia rannikule. Generaatorid on paigaldatud spetsiaalsetele platvormidele.

. Hüppeliselt kasvavad tuulepargid asetatakse kõrgusele spetsiaalsetele mittesüttivatest materjalidest valmistatud ja heeliumiga täidetud patjadele. Elekter maapinnale on varustatud trossidega.

Väljavaated ja areng

Tõsisemad päikeseenergia kasutamise pikaajalised plaanid seab Hiina, kes plaanib aastaks 2020 tõusta selles vallas maailma liidriks. EMÜ riigid töötavad välja kontseptsiooni, mis võimaldab saada kuni 20% elektrist alternatiivsetest allikatest. USA energeetikaministeerium nimetab madalamat näitajat – aastaks 2035 kuni 14%. Venemaal on päikeseelektrijaam. Üks võimsamaid paigaldati Kislovodskisse.

Tuuleenergia kasutamise osas on siin mõned arvud. Euroopa Tuuleenergia Assotsiatsioon avaldas andmed, mis näitavad, et tuuleturbiinid varustavad elektriga paljusid riike üle maailma. Nii et Taanis saadakse sellistest käitistest 20% tarbitud elektrist, Portugalis ja Hispaanias - 11%, Iirimaal - 9%, Saksamaal - 7%.

Praegu on tuuleparke paigaldatud enam kui 50 riiki üle maailma ning nende võimsus kasvab aasta-aastalt.

Alates iidsetest aegadest on inimesed rääkinud Päikesest kui võimsast ja suurest, tõstes ta oma religioonides elavaks objektiks. Valgustit kummardati, teda kiideti, mõõdeti aega ja peeti teda alati maiste hüvede peamiseks allikaks.

Vajadus päikeseenergia järele

Aastatuhanded on möödunud. Inimkond on jõudnud oma arengu uude ajastusse ja naudib kiiresti areneva tehnoloogilise progressi vilju. Kuid tänapäevani on Päike peamine looduslik soojuse ja sellest tulenevalt ka elu allikas.

Kuidas kasutab inimkond Päikest oma igapäevastes tegevustes? Vaatleme seda küsimust üksikasjalikumalt.

Päikese "töö".

Taevakeha on ainus energiaallikas, mis on vajalik taimede fotosünteesiks. Päike paneb veeringe käima ja ainult tänu sellele on meie planeedil kõik inimkonnale teadaolevad fossiilsed kütused. Ja inimesed kasutavad selle ereda tähe jõudu ka selleks, et rahuldada oma elektri- ja soojusenergia vajadusi. Ilma selleta oleks elu planeedil lihtsalt võimatu.

Peamine energiaallikas

Loodus hoolitseb targalt selle eest, et inimkond saaks oma kingitused taevakehalt. Päikeseenergia tarnitakse Maale kiirguslainete edastamise teel mandrite ja vete pinnale. Lisaks on kogu meile saadetud spektrist ainult:

1. Ultraviolettlained. Need on inimsilmale nähtamatud ja moodustavad umbes 2% kogu spektrist.

2. Valguslained. See on umbes pool Päikese energiast, mis Maa pinnale jõuab. Tänu valguslainetele näeb inimene kõiki ümbritseva maailma värve.

3. Infrapuna lained. Need moodustavad ligikaudu 49% spektrist ning soojendavad vee- ja maapinda. Just need lained on päikeseenergia kasutamisel Maal kõige nõudlikumad.

Infrapuna laine muundamise põhimõte

Kuidas toimub Päikese energia kasutamise protsess Maal? Nagu iga muu sarnane toiming, viiakse see läbi otsese ümberkujundamise põhimõttel. Selleks on vaja ainult spetsiaalset pinda. Selle peale sattudes läbib päikesevalgus energiaks muutumise protsessi. Soojuse tekitamiseks tuleb sellesse vooluringi kaasata kollektor. See neelab infrapunalaineid. Lisaks on Päikese energiat kasutavas seadmes kindlasti salvestusseadmed. Lõpptoote soojendamiseks korraldatakse spetsiaalsed soojusvahetid.

Päikeseenergia eesmärk on saada inimkonnale nii vajalikku soojust ja valgust. Uut tööstust nimetatakse mõnikord päikeseenergiaks. Helios on ju kreeka keelest tõlgitud kui päike.

Kompleksne toimimine

Teoreetiliselt saab igaüks meist päikesepaigaldise välja arvutada. On ju teada, et olles läbinud tee meie galaktikasüsteemi ainsa tähe juurest Maale, toob valguskiirte voog endaga kaasa energialaengu, mis võrdub 1367 W ruutmeetri kohta. See on niinimetatud päikesekonstant, mis eksisteerib atmosfäärikihtide sissepääsu juures. See valik on võimalik ainult ideaalsetes tingimustes, mida looduses lihtsalt ei eksisteeri. Pärast atmosfääri läbimist toovad päikesekiired ekvaatorile 1020 vatti ruutmeetri kohta. Kuid päevase ja öise aja muutumise tõttu saame kolm korda vähem väärtust. Mis puutub parasvöötme laiuskraadidesse, siis siin ei muutu mitte ainult päevavalgustundide kestus, vaid ka hooajalisus. Seega tuleb ekvaatorist kaugemates paikades elektri tootmist arvutuse käigus veel poole võrra vähendada.

Taevakeha kiirguse geograafia

Kus saab päikeseenergia piisavalt tõhusalt töötada? Taimede paigutamise looduslikud tingimused mängivad selles kasvavas tööstuses olulist rolli.
Päikesekiirguse jaotus Maa pinnal on ebaühtlane. Mõnes piirkonnas on päikesekiir kauaoodatud ja haruldane külaline, mõnes piirkonnas on see võimeline suruma alla kõik elusolendid.

Päikesekiirguse hulk, mida konkreetne piirkond saab, sõltub selle asukoha laiuskraadist. Suurimad doosid loodusliku valgusti energiast saavad ekvaatori lähedal asuvad olekud. Kuid see pole veel kõik. Päikesevoo hulk sõltub selgete päevade arvust, mis muutuvad ühest kliimavööndist teise üleminekul. Õhuvoolud ja muud piirkonna omadused võivad kiirguse taset suurendada või vähendada. Päikeseenergia eelised on kõige tuttavamad:

Kirde-Aafrika riigid ja mõned mandri edela- ja keskpiirkonnad;
- Araabia poolsaare elanikud;
- Aafrika idarannik;
- Loode-Austraalia ja mõned Indoneesia saared;
- Lõuna-Ameerika läänerannik.

Mis puudutab Venemaad, siis nagu näitavad tema territooriumil tehtud mõõtmised, naudivad suurimaid päikesekiirguse doose Hiinaga piirnevad piirkonnad, aga ka põhjatsoonid. Ja kus meie riigis soojendab Päike Maad kõige vähem? See on loodepiirkond, mis hõlmab Peterburi ja sellega piirnevaid piirkondi.

Elektrijaamad

Meie elu on raske ette kujutada ilma Päikese energiat kasutamata Maal. Kuidas seda rakendada? Elektri tootmiseks saate kasutada valguskiiri. Nõudlus selle järele kasvab iga aastaga ning gaasi-, nafta- ja kivisöe varud vähenevad kiires tempos. Seetõttu hakati viimastel aastakümnetel ehitama päikeseelektrijaamu. Lõppude lõpuks võimaldavad need paigaldised kasutada alternatiivseid energiaallikaid, säästes oluliselt loodusressursse.

Päikeseelektrijaamad töötavad tänu nende pinnale ehitatud päikesepatareidele. Veelgi enam, viimastel aastatel on suudetud selliste süsteemide efektiivsust oluliselt tõsta. Päikesepatareid hakati tootma uusimatest materjalidest ja kasutades loovaid insenerilahendusi. See suurendas nende jõudu oluliselt.

Mõnede teadlaste hinnangul võib inimkond lähitulevikus loobuda praegu olemasolevatest traditsioonilistest elektri hankimise viisidest. Inimeste vajadused rahuldavad täielikult taevakeha.

Päikeseelektrijaamu on erineva suurusega. Väiksemad neist on privaatsed. Nendes süsteemides on ainult mõned päikesepaneelid. Suurimad ja keerukamad rajatised hõlmavad alasid, mis on suuremad kui kümme ruutkilomeetrit.

Kõik päikeseelektrijaamad on jagatud kuueks tüübiks. Nende hulgas:

Torn;
- fotosilmidega paigaldised;
- kettakujuline;
- paraboolne;
- päikesevaakum;
- segatud.

Kõige tavalisem elektrijaama tüüp on torn. See on kõrge konstruktsioon. Väliselt meenutab see torni, mille peal on veehoidla. Mahuti täidetakse veega ja värvitakse mustaks. Torni ümber on peeglid, mille pindala on üle 8 ruutmeetri. Kogu see süsteem on ühendatud ühtse juhtpaneeliga, tänu millele saab peeglite kaldenurka suunata nii, et need peegeldaksid pidevalt päikesevalgust. Veehoidlale suunatud talad soojendavad vett. Süsteem toodab auru, mis suunatakse elektrit tootma.

Fotogalvaanilist tüüpi elektrijaamade käitamisel kasutatakse päikesepaneele. Need installatsioonid on tänapäeval muutunud eriti populaarseks. Lõppude lõpuks saab päikesepaneele paigaldada väikeplokkidesse, mis võimaldab neid kasutada mitte ainult tööstusettevõtetes, vaid ka eramajades.

Kui näete mitmeid tohutuid satelliitantenne, mille siseküljele on paigaldatud peegelplaadid, siis peaksite teadma, et need on paraboolsed elektrijaamad, mis töötavad Päikese kiirgusega. Nende tööpõhimõte on sarnane samade torni tüüpi süsteemidega. Nad püüavad kinni valguskiire ja soojendavad vastuvõtjat vedelikuga. Edasi tekib aur, mida kasutatakse elektri tootmiseks.

Poppet-jaamad töötavad samamoodi nagu need, mis kuuluvad torni ja parabooltüüpi. Erinevused seisnevad ainult paigalduse disainifunktsioonides. Esmapilgul tundub see tohutu metallpuuna, mille lehed on lamedad ümmargused peeglid. Neisse on koondunud päikeseenergia.

Päikese-vaakumelektrijaamas kasutatakse ebatavalist soojuse genereerimise viisi. Selle struktuur on ümmarguse katusega kaetud maatükk. Selle konstruktsiooni keskel kõrgub õõnes torn, mille alusele on paigaldatud turbiinid. Sellise elektrijaama labade pöörlemine toimub õhuvoolu tõttu, mis tekib siis, kui temperatuur on erinev. Klaaskatus laseb päikesekiiri sisse. Nad soojendavad maad. Siseõhu temperatuur tõuseb. Termomeetri sammaste näitude erinevus sees ja väljas tekitab õhutõmmet.

Päikeseenergia kasutab ka segatüüpi elektrijaamu. Sellistest süsteemidest saame rääkida siis, kui näiteks tornidel kasutatakse täiendavaid fotosilme.

Päikeseenergia eelised ja puudused

Igal rahvamajandusharul on oma positiivsed ja negatiivsed küljed. Need on saadaval ka valgusvoogude kasutamisel. Päikeseenergia eelised on järgmised:

Keskkonnasõbralikkus, sest ei saasta keskkonda;
- põhikomponentide kättesaadavus - fotoelemendid, mida rakendatakse mitte ainult tööstuslikuks kasutamiseks, vaid ka isiklike väikeelektrijaamade loomiseks;
- allika ammendamatus ja enesetaastumine;
- pidevalt vähenevad kulud.

Päikeseenergia puuduste hulgas on järgmised:

Kellaaja ja ilmastikuolude mõju elektrijaamade jõudlusele;
- energia salvestamise vajadus;
- tootlikkuse vähenemine sõltuvalt piirkonna laiuskraadist ja aastaajast;
- suur õhu soojendamine, mis toimub elektrijaamas endas;
- vajadus perioodilise puhastamise järele reostusest, mida päikesepatareide süsteem vajab, mis on problemaatiline fotoelementide paigaldamise tohutute alade tõttu;
- seadmete suhteliselt kõrge hind, mis küll iga aastaga väheneb, kuid pole siiski massitarbijale kättesaadav.

Arenguväljavaated

Millised on edasised võimalused Päikese energia kasutamiseks Maal? Tänapäeval ennustatakse sellele alternatiivkompleksile suurt tulevikku.

Päikeseenergia väljavaated on helged. Tõepoolest, juba täna tehakse selles suunas tohutult tööd. Igal aastal ilmub maailma erinevatesse riikidesse üha rohkem päikeseelektrijaamu, mille mõõtmed on silmatorkavad oma tehniliste lahenduste ja mastaabi poolest. Lisaks ei lõpeta selle valdkonna eksperdid teadusuuringuid, mille eesmärk on mitmekordistada sellistes paigaldistes kasutatavate fotoelementide efektiivsust.

Teadlased on teinud huvitava arvutuse. Kui planeedi Maa maale, mis asuks seitsmel sajandikul selle territooriumist, paigaldataks fotoelemendid, tagaksid need isegi 10% efektiivsusega kogu inimkonnale vajaliku soojuse ja valguse. Ja see ei ole väga kauge väljavaade. Tänapäeval kasutatavate fotoelementide efektiivsus on ju 30%. Samas loodavad teadlased selle väärtuse viia 85%-ni.

Päikeseenergia areng edeneb üsna kiirelt. Inimesed on tõsiselt mures loodusvarade ammendumise pärast ning otsivad alternatiivseid soojuse ja valguse allikaid. Selline otsus aitab ära hoida inimkonna jaoks vältimatut energiakriisi, aga ka eelseisvat keskkonnakatastroofi.

Päike on teinud suure töö, et meile oma energiat saata, nii et hinnakem seda! Soe valguskiir näol, oli kaheksa minutit ja üheksateist sekundit tagasi Päikese pinnal

1 . Vkuivad riided

Päike on teinud suure töö, et meile oma energiat saata, nii et hinnakem seda! Soe valguskiir tema näol oli kaheksa minutit ja üheksateist sekundit tagasi Päikese pinnal. Vähemalt kasutame seda riiete kuivatamiseks. Kuna päike on hiiglaslik tuumareaktor, öelge oma sõpradele: teil on aatomtrummelkuivati.

2 . VNSRakoosTjaTb koosvONS edjuures

Võtke päike ära ja mis võib kasvada? Ainult mulla ja päikesevalguse abil saame kasvatada tomateid, paprikat, õunu, vaarikaid, salatit ja palju muud. Ehitage päikeseenergia kasvuhooned, mis hoiavad päikesesoojust, et saaksite toitu kasvatada ka külmadel talvedel.

3 . NaGReTb vOdjuures

Seitsekümmend miljonit Hiina perekonda kasutavad vee soojendamiseks päikest, miks mitte? Päikesesoojuse kogumiseks võite kasutada vaakumtoru või lamedat plaati. Ligikaudu 6800 dollari suuruse investeeringuga tagavad need mehhanismid 100 protsenti kuumast veest suvel ja 40 protsenti talvel.

4 . OhjakoosTjaTb vOdjuures

Kui teie kohalik veevarustus ei ole ohutu, võite vee desinfitseerimiseks kasutada päikest, täites plastpudelid ja jättes need vähemalt kuueks tunniks päikese kätte. Päikese ultraviolettkiired tapavad kõik bakterid ja mikroorganismid. Kui elate mere ääres, saate päikeseenergia abil vett magestada.

5 . KOOSOehitada omae NSleToTRjahekoosTvO

Paigaldage katusele päikesepaneelid.

6. Liigutage autote

Kujutage ette autot, mille jõuallikaks on ainult päike. Näiteks Nissan Leaf EV 16 000 kilomeetrit aastas hakkab kasutama 2000 kW elektrit. Teie katusel olev fotogalvaaniline süsteem toodab 2200 kWh aastas ja kui olete päikesepaneelide eest ära tasunud, on energia tasuta.

7 . DlMa olen djasaina vashegO dOma

Passiivpäikesekodu projekteerimisel loovad lõunapoolsed aknad ja põhjapoolne isolatsioon soojusmassi päikesesoojuse salvestamiseks. Need sammud võivad küttevajadust vähendada 50 protsenti. Võimalikult palju loomulikku päikesevalgust vähendab kunstliku valgustuse vajadust.

8. Kodu kütmiseks

9. Valmista toit

Päikesepliite on erinevat tüüpi: mõned kasutavad peegeldavaid päikeseaknaid, teised paraboolkettaid. Suvel saate oma aias valmistada ka päikeseenergial töötava puu- ja juurviljakuivati.

10. Energiat maailmale

Iga päev eraldab päike maailma kõrbetes tuhat korda rohkem soojust, kui me kasutame. Päikesesoojustehnoloogia, kasutades parabool- või päikesetorne, suudab selle energia muundada auruks ja seejärel elektriks. Me suudaksime rahuldada kogu maailma energiavajaduse, kasutades päikesesoojusenergiaks vaid viis protsenti Texasest. Kes siis vajab naftat ja naftareostusi?

Tšernõšova Olja, 8. klassi õpilane

Referaat füüsikast 8. klassis.

Lae alla:

Eelvaade:

Aruanne teemal:

"Päikese energia kasutamine Maal."

Esitab MKOU "Rostošinskaja Keskkool" 8. klassi õpilane

Olga Tšernõšova

"Kõigepealt kirurg ja seejärel mitme laeva kapten" jõudis Lemuel Gulliver ühel oma reisil lendavale saarele - Laputale. Laputia pealinnas Laga dos ühte mahajäetud majja sisenedes leidis ta sealt imeliku kõhna, tahmase näoga mehe. Tema kleit, särk ja nahk olid tahmast mustaks tõmbunud ning sasitud juuksed ja habe oli kohati laulnud. See parandamatu prožektor töötas kaheksa aastat välja projekti, mille eesmärk oli eraldada kurkidest päikesevalgust. Ta kavatses need kiired koguda hermeetiliselt suletud kolbidesse, et külma või vihmase suve korral nendega õhku soojendada. Ta avaldas kindlustunnet, et veel kaheksa aasta pärast suudab ta päikesevalgust varustada kõikjal, kus seda vaja on.

Tänapäeva päikesepüüdjad pole üldsegi nagu Jonathan Swifti fantaasia joonistatud hullud, kuigi nad teevad sisuliselt sama asja, mis Swifti kangelane – püüavad päikesekiiri püüda ja neile energeetilist kasutust leida.

Isegi kõige iidsemad inimesed arvasid, et kogu elu Maal on loodud ja lahutamatult seotud Päikesega. Kõige erinevamate Maad asustavate rahvaste religioonides on üks tähtsamaid jumalaid alati olnud päikesejumal, kes annab elu andvat soojust kõigele olemasolevale.

Tõepoolest, meile lähimast tähest Maale tulev energia hulk on tohutu. Vaid kolme päevaga saadab Päike Maale nii palju energiat, kui see sisaldub kõigis meie avastatud kütusevarudes! Ja kuigi ainult üks kolmandik sellest energiast jõuab Maale – ülejäänud kaks kolmandikku peegeldub või hajub atmosfäär –, on isegi see osa sellest rohkem kui poolteist tuhat korda suurem kui kõik teised inimese kasutatavad energiaallikad kokku. ! Igatahes toodab kõik Maal saadaolevad energiaallikad Päike.

Lõppkokkuvõttes on inimene tänu päikeseenergiale kõik oma tehnilised saavutused. Tänu päikesele toimub looduses veeringe, tekivad veejoad, mis pööravad veerattaid. Kuumutades maad erineval viisil meie planeedi eri paigus, põhjustab päike õhu liikumist, just seda tuult, mis täidab laevade purjed ja pöörab tuulikute labasid. Kõik kaasaegses energeetikas kasutatavad fossiilsed kütused on saadud päikesevalgusest. Just nende energia muutus fotosünteesi käigus taimedeks roheliseks massiks, mis pikaajaliste protsesside tulemusena muutus naftaks, gaasiks ja kivisöeks.

Kas päikeseenergiat ei saaks otse kasutada? Esmapilgul pole see nii raske ülesanne. Kes poleks proovinud päikesepaistelisel päeval tavalise suurendusklaasiga pilti puutahvlile põletada! Minut, siis teine ​​- ja puu pinnale kohta, kus luup päikesekiiri kogus, ilmub must täpp ja hele suits. Nii päästis Jules Verne’i üks armastatumaid kangelasi, insener Cyrus Smith oma sõbrad, kui nende tuli salapärasel saarel kustus. Insener valmistas objektiivi kahest kellaklaasist, mille vaheline ruum täideti veega. Kodused "läätsed" fokuseerisid päikesekiired käetäie kuiva sambla peale ja süütasid selle.Seda suhteliselt lihtsat kõrge temperatuuri saamise viisi on inimesed teadnud juba iidsetest aegadest. Mesopotaamia iidse pealinna Niineve varemetest leidsid nad primitiivsed läätsed, mis on valmistatud 12. sajandil eKr. Vana-Rooma templis Vestas pidi püha tuld süütama ainult otse päikesekiirtest saadud "puhas" tuli. Huvitav on see, et iidsed insenerid pakkusid välja teise idee päikesekiirte koondamiseks - koos päikesekiirtega. peeglite abi. Suur Archimedes jättis meile traktaadi "Süütavatest peeglitest". Tema nime seostatakse poeetilise legendiga, mille jutustas Bütsantsi poeet Tsetses. Puunia sõdade ajal piirasid Archimedese kodulinna Sürakuusat Rooma laevad. Laevastiku komandör Marcellus ei kahelnud kerges võidus – oli ju tema armee palju tugevam kui linna kaitsjad. Ühe asjaga edev mereväeülem ei arvestanud – suur insener astus võitlusesse roomlastega. Ta leiutas tohutuid lahingumasinaid, ehitas viskerelvi, mis kallasid Rooma laevu kivirahega või läbistas põhja raske tala. Teised konkskraanaga masinad tõstsid laevu vöörist üles ja purustasid need vastu ranniku kive. Ja kord olid roomlased hämmastunud, nähes, et sõdurite koha sissepiiratud linna müüril hõivasid naised, peeglid käes. Archimedese käsul saatsid nad päikesekiired ühele laevale, ühte punkti. Veidi hiljem puhkes laeval tulekahju. Sama saatus tabas veel mõnda ründajate laeva, kuni nad põgenesid segaduses kaugemale, hirmuäratavate relvade kättesaamatusse.Sajandeid peeti seda lugu ilusaks väljamõeldiseks. Mõned kaasaegsed tehnikaajaloo uurijad on aga teinud arvutusi, millest järeldub, et Archimedese süütepeeglid võivad põhimõtteliselt eksisteerida.

Päikesekollektorid

Meie esivanemad kasutasid päikeseenergiat proosalisematel eesmärkidel. Vana-Kreekas ja Vana-Roomas raiuti suur osa metsadest röövellikult maha hoonete ja laevade ehitamiseks. Kütteks küttepuid peaaegu ei kasutatud. Päikeseenergiat kasutati aktiivselt elamute ja kasvuhoonete kütmiseks. Arhitektid püüdsid ehitada maju nii, et talvel langeks neile võimalikult palju päikesekiiri. Vana-Kreeka näitekirjanik Aischylos kirjutas, et tsiviliseeritud rahvad erinevad barbaritest selle poolest, et nende majad on "näoga päikese poole". Rooma kirjanik Plinius Noorem juhtis tähelepanu sellele, et tema Roomast põhja pool asuv maja "kogus ja suurendas päikesesoojust, kuna selle aknad olid paigutatud nii, et need püüdsid kinni talvise madala päikese kiirte". Vana-Kreeka linn Olynthos näitas, et kogu linn ja selle majad olid kujundatud ühe plaani järgi ja asusid nii, et talvel saaks võimalikult palju päikest püüda, suvel aga vastupidi, vältida. Elutoad asusid ilmtingimata päikesepoolsete akendega ja majad ise olid kahekorruselised: üks suviseks, teisel talvel. Olynthosel, nagu ka hiljem Vana-Roomas, oli keelatud paigutada maju nii, et need varjaksid naabrite maju päikese eest – eetika õppetund tänastele pilvelõhkujate loojatele!

Päikesekiirte koondamise teel soojuse hankimise näiline lihtsus on tekitanud rohkem kui korra põhjendamatut optimismi. Veidi enam kui sada aastat tagasi, 1882. aastal avaldas Venemaa ajakiri Technik märkuse päikeseenergia kasutamise kohta aurumasinas: „Insolaator on aurumasin, mille katelt soojendatakse kogutud päikesevalguse abil. selleks spetsiaalselt paigutatud peegeldav peegel. Inglise teadlane John Tyndall kasutas kuukiirte kuumuse uurimisel sarnaseid väga suure läbimõõduga koonuspeegleid. Prantsuse professor A.-B. Musho kasutas Tyndalli ideed ära, rakendas selle päikesekiirtele ja sai piisavalt soojust auru tekitamiseks. Insener Pifi täiustatud leiutis viis tema poolt nii täiuslikuks, et päikesesoojuse kasutamise küsimuse võib lugeda lõplikult positiivses mõttes lahendatuks." Insolaatori ehitanud inseneride optimism osutus olla põhjendamatu. Teadlased pidid ikka veel ületama liiga palju takistusi, et päikesesoojuse energiakasutus muutuks reaalseks. Alles nüüd, pärast enam kui sada aastat, on hakanud kujunema uus teadusdistsipliin, mis tegeleb päikeseenergia energiakasutuse probleemidega – päikeseenergia. Ja alles nüüd saame rääkida esimestest tõelistest kordaminekutest selles vallas Milles seisneb raskus? Esiteks, mis. Päikeselt kogutava tohutu energiaga on maapinna iga ruutmeetri kohta väga vähe – 100–200 vatti, olenevalt geograafilistest koordinaatidest. Päikesepaistelistel tundidel ulatub see võimsus 400-900 W / m2 ja seetõttu on märgatava võimsuse saavutamiseks hädavajalik see voog kõigepealt suurelt pinnalt koguda ja seejärel kontsentreerida. Ja muidugi on suureks ebamugavuseks ilmselge tõsiasi, et seda energiat saad kätte vaid päevasel ajal. Öösel tuleb kasutada muid energiaallikaid või kuidagi koguda, koguda päikest.

Päikese magestamise tehas

Päikese energia püüdmiseks on palju võimalusi. Esimene viis on kõige otsesem ja loomulikum: kasutada päikesesoojust jahutusvedeliku soojendamiseks. Siis saab soojendatud jahutusvedelikku kasutada näiteks kütteks või sooja veevarustuseks (ei ole vaja eriti kõrget veetemperatuuri) või muu energia, eelkõige elektrienergia hankimiseks.Päikesesoojuse otseseks kasutamiseks mõeldud lõks on üsna lihtne. Selle valmistamiseks vajate ennekõike tavalise aknaklaasiga või sarnase läbipaistva materjaliga suletud kasti. Aknaklaas ei varja päikesekiiri, vaid hoiab karbi sisepinda soojendanud soojust. See on sisuliselt kasvuhooneefekt, põhimõte, mille alusel on rajatud kõik kasvuhooned, kasvuhooned, kasvuhooned ja talveaiad."Väike" päikeseenergia on väga paljulubav. Maal on palju kohti, kus päike taevast halastamatult alla lööb, kuivatades pinnase ja põletades taimestikku, muutes piirkonna kõrbeks. Põhimõtteliselt on võimalik selline maa viljakaks ja elamiskõlblikuks muuta. Vaja on "ainult" seda veega varustada, mugavate majadega külasid ehitada. Selleks kõigeks kulub esiteks palju energiat. Väga oluline ja huvitav ülesanne on saada seda energiat samast kurnavast, hävitavast päikesest, muutes päikest inimliitlaseks.

Meie riigis juhtis sellist tööd Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia Päikeseenergia Instituut, teadus- ja tootmisühingu "Päike" juht. On täiesti selge, miks see nimega, justkui ulmeromaani lehekülgedelt põlvneva nimega asutus asub just Kesk-Aasias - ju Ashgabatis suvisel keskpäeval iga ruutkilomeetri kohta päikeseenergia voog. langeb, võimsus, mis võrdub suure elektrijaamaga! nende jõupingutusi päikeseenergia abil vett hankida. Kõrbes on vett ja seda on suhteliselt lihtne leida - see asub madalas. Seda vett aga kasutada ei saa - selles on liiga palju erinevaid sooli lahustunud, tavaliselt on see isegi kibedam kui merevesi. Kõrbe maa-aluse vee kasutamiseks niisutamiseks, joomiseks tuleb see magestada. Kui see on tehtud, võib eeldada, et inimtekkeline oaas on valmis: siin saab elada tavatingimustes, karjatada lambaid, kasvatada aedu ja aastaringselt - talvel on päikest piisavalt. Teadlaste arvutuste kohaselt saab ainuüksi Türkmenistanis ehitada seitse tuhat sellist oaasi. Kogu nende jaoks vajaliku energia annab päike Päikese magestamise tehase tööpõhimõte on väga lihtne. See on sooladega küllastunud veega anum, mis on suletud läbipaistva kaanega. Vesi kuumeneb päikesekiirte toimel, aurustub vähehaaval ja aur kondenseerub külmemale kaanele. Puhastatud vesi (soolad ei ole aurustunud!) Voolab kaanest teise anumasse.

Seda tüüpi konstruktsioonid on tuntud juba pikka aega. Tšiili kuivade piirkondade soolarikkamaid maardlaid pole joogivee puudumise tõttu viimasel sajandil peaaegu kasutatud. Seejärel ehitati Las Sali-nasi linnas selle põhimõtte kohaselt 5 tuhande ruutmeetri suurune magestamistehas, mis kuumal päeval andis 20 tuhat liitrit magevett.

Kuid alles nüüd avanes laialdaselt töö päikeseenergia kasutamisega vee magestamise jaoks. Türkmenistani sovhoos "Bakharden" käivitas esmakordselt maailmas tõelise "päikeseveetorustiku", mis vastab inimeste vajadustele magevees ja annab vett kuivade maade niisutamiseks. Miljonid liitrid päikeseenergiaseadmetest saadavat magestatud vett laiendavad sovhoosikarjamaade piire.

Inimesed kulutavad palju energiat elamute ja tööstushoonete talvisele kütmisele, aastaringsele sooja veevarustusele. Ja siin võib päike appi tulla. Välja on töötatud päikesepatareid, mis on võimelised loomakasvatusfarme sooja veega varustama. Armeenia teadlaste välja töötatud päikeselõks on disainilt väga lihtne. See on ristkülikukujuline pooleteisemeetrine kamber, milles lainekujuline torusüsteemist pärit radiaator asub spetsiaalse katte all, mis neelab tõhusalt soojust. Tuleb vaid selline lõks ühendada veevärgiga ja päikese kätte jätta, sest suvepäeval voolab sealt tunnis kuni kolmkümmend liitrit 70-80 kraadini kuumutatud vett. Selle konstruktsiooni eeliseks on see, et elementidest, nagu ka kuubikutest, saab ehitada mitmesuguseid paigaldusi, mis suurendavad oluliselt päikeseküttekeha jõudlust. Eksperdid kavatsevad Jerevani eksperimentaalse elamupiirkonna üle viia päikeseküttele. Vee (või õhu) soojendamiseks mõeldud seadmeid, mida nimetatakse päikesekollektoriteks, toodab meie tööstus. Erinevate võimaluste pakkumiseks on loodud kümneid päikesepatareiseadmeid ja -süsteeme sooja veevarustuseks, mille võimsus on kuni 100 tonni kuuma vett päevas.

Päikeseküttekehad on paigaldatud arvukatesse meie riigi erinevatesse kohtadesse ehitatud majadesse. Järsu katuse üks päikesepoolne külg on moodustatud päikeseküttekehadest, millega maja köetakse ja varustatakse sooja veega. Sellistest majadest on plaanis rajada terved külad, mitte ainult meie riigis ei tegelda päikeseenergia kasutamise probleemiga. Esiteks hakkasid päikeseenergia vastu huvi tundma teadlased troopikas asuvatest riikidest, kus aastas on palju päikesepaistelisi päevi. Näiteks Indias on nad välja töötanud terve päikeseenergia programmi. Madrases töötab riigi esimene päikeseelektrijaam. India teadlaste laborites töötavad eksperimentaalsed magestamistehased, viljakuivatid ja veepumbad. Delhi ülikoolis on toodetud päikesekülmutusseade, mis suudab toitu jahutada 15 miinuskraadini. Nii et päike ei saa mitte ainult soojendada, vaid ka jahutada! India naaberriigis Birmas on Rangooni Tehnoloogiainstituudi tudengid ehitanud toidu valmistamiseks päikesesoojust kasutava pliidi.Isegi palju põhja pool asuvas Tšehhoslovakkias on praegu 510 päikesekütteseadet. Nende töötavate kollektorite kogupindala on kaks korda suurem kui jalgpalliväljak! Päikesekiired pakuvad soojust lasteaedadele ja loomafarmidele, välibasseinidele ja eramajadele. Kuubal Holguíni linnas telliti Kuuba ekspertide poolt välja töötatud originaalne päikeseenergia installatsioon. See asub Lastehaigla katusel ja annab sooja vee ka päevadel, mil päikest varjavad pilved. Asjatundjate hinnangul aitavad sellised installatsioonid, mis on juba ilmunud teistesse Kuuba linnadesse, palju kütust säästa.Alžeeria Msila provintsis on alanud "päikeseküla" ehitamine. Selle üsna suure asula elanikud saavad kogu energia päikesest. Iga selle küla elamu varustatakse päikesekollektoriga. Eraldi päikesekollektorite rühmad annavad energiat tööstus- ja põllumajandusrajatistele. Selle küla projekteerinud Alžeeria riikliku uurimisorganisatsiooni ja ÜRO ülikooli spetsialistid on kindlad, et sellest saab prototüüp tuhandetele sarnastele asulatele kuumades riikides.Austraalia linn White Cliffs, millest sai linna ehituspaik. algupärane päikeseelektrijaam, vaidleb vastu õigusele nimetada esimeseks päikeselahenduseks. Päikeseenergia kasutamise põhimõte on siin eriline. Canberra riikliku ülikooli teadlased on teinud ettepaneku kasutada päikesesoojust ammoniaagi lagundamiseks vesinikuks ja lämmastikuks. Kui lasta neil komponentidel uuesti ühendada, eraldub soojust, mida saab kasutada elektrijaama käitamiseks samamoodi nagu tavakütuse põletamisel saadavat soojust. Selline energiakasutusmeetod on eriti atraktiivne, kuna energiat saab salvestada tulevaseks kasutamiseks reageerimata lämmastiku ja vesiniku kujul ning kasutada öösel või vihmastel päevadel.

Krimmi päikeseelektrijaama heliostaatide paigaldamine

Keemiline meetod päikesest elektri saamiseks on üldiselt üsna ahvatlev. Selle kasutamisel saab päikeseenergiat salvestada edaspidiseks kasutamiseks, salvestades nagu iga teist kütust. Sellel põhimõttel töötav eksperimentaalne seade loodi ühes Saksamaa Liitvabariigi uurimiskeskuses. Selle paigalduse põhiseade on 1-meetrise läbimõõduga paraboolpeegel, mis on keeruliste jälgimissüsteemide abil pidevalt päikese poole suunatud. Peegli fookuses loob kontsentreeritud päikesevalgus temperatuuri 800-1000 kraadi. See temperatuur on piisav väävelanhüdriidi lagunemiseks vääveldioksiidiks ja hapnikuks, mis pumbatakse spetsiaalsetesse mahutitesse. Vajadusel juhitakse komponendid regenereerimisreaktorisse, kus neist moodustub spetsiaalse katalüsaatori juuresolekul esialgne väävelanhüdriid. Sel juhul tõuseb temperatuur 500 kraadini. Siis saab soojuse abil muuta vee auruks, mis muudab elektrigeneraatori turbiini.G.M. Kržižanovski energeetikainstituudi teadlased teevad mitte nii päikeselises Moskvas otse oma maja katusel katseid. Päikesekiirgust koondav paraboolpeegel soojendab metallsilindrisse asetatud gaasi kuni 700 kraadini. Kuum gaas ei saa soojusvahetis mitte ainult vett auruks muuta, mis paneb turbiini generaatori pöörlema. Spetsiaalse katalüsaatori juuresolekul saab selle tee peal muundada vingugaasiks ja vesinikuks – energeetiliselt palju soodsamateks toodeteks kui algsed. Vett soojendades need gaasid ei kao – nad lihtsalt jahtuvad. Neid saab põletada ja saada lisaenergiat, pealegi siis, kui päike on pilvega kaetud või öösel. Kaalutakse projekte päikeseenergia kasutamiseks vesiniku salvestamiseks, mis peaks olema universaalne tulevikukütus. Selleks saab kasutada kõrbetes asuvatest päikeseelektrijaamadest saadavat energiat ehk seal, kus on raske kohapeal energiat kasutada.

On ka üsna ebatavalisi viise. Sobiva katalüsaatori olemasolul võib päikesevalgus iseenesest veemolekuli lõhestada. Veelgi eksootilisemad on juba olemasolevad projektid vesiniku suuremahuliseks tootmiseks, kasutades baktereid! Protsess toimub fotosünteesi skeemi järgi: päikesevalgust neelavad näiteks sinivetikad, mis kasvavad üsna kiiresti. Need vetikad võivad olla toiduks mõnedele bakteritele, mis vabastavad elu jooksul veest vesinikku. Nõukogude ja Jaapani teadlaste poolt läbiviidud uuringud erinevat tüüpi bakteritega on näidanud, et põhimõtteliselt saab miljonilise elanikkonnaga linna kogu energia varustada vesinikuga, mis vabaneb sinivetikatest toituvatel bakteritel istandusel, kus on pindala on vaid 17,5 ruutkilomeetrit. Moskva Riikliku Ülikooli spetsialistide arvutuste kohaselt võib Araali mere suurune veekogu anda energiat peaaegu kogu riigile. Loomulikult on selliste projektide elluviimisest veel kaugel. See 21. sajandi geniaalne idee nõuab selle elluviimiseks paljude teaduslike ja inseneriprobleemide lahendamist. Elusolendite kasutamine tohutute masinate asemel energia tootmiseks on idee, mille üle tasub mõistatust.

Praegu töötatakse erinevates riikides välja elektrijaama projekte, kus turbiin hakkab pöörlema ​​päikesekiirte poolt soojendatud veest saadavat auru. NSV Liidus ehitati seda tüüpi eksperimentaalne päikeseelektrijaam Krimmi päikeselisele rannikule Kertši lähedale. Jaama koht ei valitud juhuslikult – sest selles piirkonnas paistab päike ligi kaks tuhat tundi aastas. Lisaks on oluline ka see, et siinne maa on soolane, ei sobi põllumajanduseks ja jaam võtab enda alla üsna suure ala.

Jaam on ebatavaline ja muljetavaldav struktuur. Aurugeneraatori päikesekatel on paigaldatud tohutule tornile, mille kõrgus on üle kaheksakümne meetri. Ja torni ümber, suurel alal, mille raadius on üle poole kilomeetri, paiknevad heliostaadid kontsentrilistes ringides - keerukates struktuurides, millest igaühe süda on tohutu peegel, mille pindala on üle 25 ruutmeetri. . Jaamade projekteerijad pidid lahendama väga keerulise ülesande - kõik heliostaadid (ja neid on palju - 1600!) tuli paigutada nii, et päikese igas asendis taevas ükski neist ei saaks olla varjus ja igaühe poolt visatud päikesekiir langeks täpselt torni tippu, kus asub aurukatel (sellepärast on torn nii kõrge). Iga heliostaat on varustatud spetsiaalse seadmega peegli pööramiseks. Peeglid peavad pärast päikest pidevalt liikuma - liigub ju kogu aeg, mis tähendab, et jänku võib niheleda, mitte vastu boileri seina lüüa ja see mõjutab koheselt ka jaama tööd. Jaama töö veelgi keerulisemaks muutmiseks muutuvad heliostaatide trajektoorid iga päev: Maa liigub orbiidil ja Päike muudab iga päev veidi oma marsruuti üle taeva. Seetõttu on heliostaatide liikumise juhtimine usaldatud elektroonilisele arvutile – ainult selle põhjatu mälu suudab ära mahutada kõigi peeglite eelnevalt välja arvutatud liikumistrajektoorid.

Päikeseelektrijaamade ehitus

Heliostaatidega kontsentreeritud päikesesoojuse toimel kuumeneb aurugeneraatoris olev vesi temperatuurini 250 kraadi ja muutub kõrgsurveauruks. Aur paneb pöörlema ​​turbiini, mis on elektrigeneraator, ja Krimmi energiasüsteemi valatakse uus päikese poolt sündinud energiavoog. Energiatootmine ei peatu, kui päike katab pilved ja seda isegi öösel. Appi tulevad torni jalamile paigaldatud soojusakud. Liigne kuum vesi päikesepaistelistel päevadel suunatakse spetsiaalsetesse hoidlatesse ja kasutatakse ära siis, kui päikest pole.

Selle eksperimentaalse elektrijaama võimsus on suhteliselt

väike - ainult 5 tuhat kilovatti. Kuid pidage meeles: just sellise võimsusega oli esimene tuumaelektrijaam, võimsa aatomienergia eellane. Jah, ja energiatootmine pole sugugi esimese päikeseelektrijaama kõige olulisem ülesanne – seepärast nimetatakse seda eksperimentaalseks, sest selle abiga peavad teadlased leidma lahendusi väga keerulistele selliste jaamade käitamise probleemidele. Ja selliseid ülesandeid on palju. Kuidas saate näiteks oma peegleid mustuse eest kaitsta? Lõppude lõpuks ladestub neile tolm, vihmadest jäävad tilgad ja see vähendab kohe jaama võimsust. Selgus isegi, et mitte kogu vesi ei sobi peeglite pesemiseks. Pidin leiutama spetsiaalse pesuseadme, mis jälgib heliostaatide puhtust. Katsejaamas läbivad nad päikesekiirte kontsentreerimise seadme, nende kõige keerukama varustuse, töökindluse. Kuid isegi pikim tee algab esimesest sammust. See samm päikese käest märkimisväärses koguses elektrienergia saamiseks muudab Krimmi eksperimentaalse päikeseelektrijaama võimalikuks.

Nõukogude spetsialistid valmistuvad astuma ka järgmist sammu. Projekteeritud on maailma suurim päikeseelektrijaam võimsusega 320 tuhat kilovatti. Selle jaoks valiti koht Usbekistanis, Karshi stepis, noore neitsilinna Talimarjani lähedal. Selles piirkonnas paistab päike mitte vähem heldelt kui Krimmis. Tööpõhimõtte kohaselt ei erine see jaam Krimmi omast, kuid kõik selle struktuurid on palju suuremad. Katel hakkab paiknema kahesaja meetri kõrgusel ning torni ümber laiub paljude hektarite ulatuses heliostaadiväli. Läikivad peeglid (72 tuhat!), Arvutisignaalidele kuuletuvad, koondavad päikesekiired katla pinnale, ülekuumenenud aur keerutab turbiini, generaator annab voolu 320 tuhat kilovatti - see on juba palju võimsust , ja pikaajaline halb ilm, mis takistab päikeseelektrijaamas energia tootmist, võib tarbijaid oluliselt mõjutada. Seetõttu hõlmab jaama projekt ka tavalist maagaasi kasutavat aurukatlit. Kui pilves ilm kestab kaua, juhitakse turbiini auru teisest, tavalisest boilerist.

Sama tüüpi päikeseelektrijaamu arendatakse ka teistes riikides. USA-s päikesepaistelises Californias ehitati esimene päikese-1 elektrijaam, mille võimsus on 10 tuhat kilovatti. Püreneede jalamil viivad Prantsuse spetsialistid läbi uuringuid Temise jaamas, mille võimsus on 2,5 tuhat kilovatti. 20 tuhande kilovatise võimsusega GAST-jaama projekteerisid Lääne-Saksamaa teadlased.

Päikesekiirte poolt toodetud elektrienergia on praegu palju kallim kui traditsiooniliste meetoditega saadav elektrienergia. Teadlased loodavad, et nende katsed, mida nad katseseadmetes ja jaamades teevad, aitavad lahendada mitte ainult tehnilisi, vaid ka majanduslikke probleeme.

Arvutuste kohaselt peaks päike aitama lahendada mitte ainult energiaprobleeme, vaid ka ülesandeid, mille meie aatomi-, kosmoseajastu on spetsialistidele püstitanud. Ehitada võimsaid kosmoselaevu, tohutuid tuumarajatisi, luua elektroonilisi masinaid, mis sooritavad sadu miljoneid operatsioone sekundis,

materjalid - ülitulekindlad, ülitugevad, ülipuhtad. Neid on väga raske kätte saada. Traditsioonilised metallurgiameetodid selleks ei sobi. Samuti ei sobi keerukamad tehnoloogiad, näiteks sulatamine elektronkiirtega või ülikõrge sagedusega vooludega. Kuid puhas päikesesoojus võib siin olla usaldusväärne abimees. Mõned heliostaadid läbistavad katsetamisel kergesti päikesekiirtega paksu alumiiniumlehte. Ja kui selliseid heliostaate on mitukümmend? Ja siis saadab neilt kiiri kontsentraatori nõguspeeglisse? Sellise peegli päikesekiir võib sulatada mitte ainult alumiiniumi, vaid peaaegu kõiki tuntud materjale. Spetsiaalne sulatusahi, kuhu kontsentraator kogu kogutud päikeseenergia edasi kannab, paistab eredamalt kui tuhat päikest.

Inimkond on iidsetest aegadest kasutanud päikeseenergiat. Tänu temale toetatakse elu meie planeedil. Päikesevalguse mõju meie pöörleva planeedi pinnale põhjustab ookeanide, merede, jõgede, järvede ja mandrite veepinna ebaühtlast kuumenemist. Sellest tulenevad atmosfäärirõhu erinevused, mis õhumassid liikuma panevad, aitavad kaasa elutingimuste loomisele erinevatele taime- ja loomaliikidele. Tegelikult on päike oma energiaga eluallikaks.

Viimasel ajal on arenenud selle lõputu energia kasutamise tehnoloogiad, mis võivad kergesti asendada traditsioonilisi energiaallikaid (kivisüsi, gaas, nafta), mille kasutamine erinevates kliimatingimustes on kulukas. Päikeseenergiaseadmete kasutamisel on mitmeid eeliseid, mis on võrreldamatud teiste energiaallikatega. Kasutades mõnda eelist, lahendab ettevõte Sveton http://220-on.ru/ edukalt mugava elukvaliteedi tagamise probleemi autonoomsete toiteallikate ja katkematute toitesüsteemide kaudu äärelinna kinnisvara omanikele.

Peamised eelised

Ammendamatu energiavaru, mida antakse praktiliselt mitte millegi eest. Kasutatavad paigaldised on täiesti ohutud ja autonoomsed. Märkida võib nende kulutõhusust, kuna ostetakse ainult käitise varustus. Lisaks on tagatud toiteallika stabiilsus ilma pingetõusudeta. Täiendame seda selliste näitajatega nagu pikk kasutusiga ja kasutusmugavus.

Kui veel mõned aastad tagasi kasutati päikesekiirte all vee loomulikuks soojendamiseks peamiselt päikesesoojust, siis praeguseks on võimalik loetleda terve rida inimtegevuse valdkondi, kus päikeseenergiat otseselt kasutatakse.

Päikeseenergia rakendused

Esiteks on see rahvamajanduse põllumajandussektoris - elektri tootmiseks, kasvuhoonete, kasvuhoonete, ruumide ja hoonete kütmiseks.

Teiseks varustada elektriga meditsiini-, tervishoiu- ja spordiasutusi.

Kolmandaks lennunduses ja kosmosesõidukites.

Neljandaks valgusallikatena öösel linnades.

Viiendaks asulate elektrivarustuses.

Kuuendaks eluruumide sooja veega varustamiseks mõeldud seadmete toiteallika tagamine.

Seitsmendaks majapidamisvajaduste tagamiseks.

Päikesevalguse muundamiseks soojusenergiaks on passiivseid ja aktiivseid viise.

Passiivsed viisid päikeseenergia muundamiseks soojuseks

See meetod põhineb sellel, et hoonete ehitamisel võetakse arvesse kohalikku maastikku ja kliimat. Nende ehitamisel uuritakse kliima iseärasusi, mis võimaldab kasutada selliseid ehitusmaterjalide ja -tehnoloogiate ressursse, et saada (eriti kuumades maades) ehitatavast objektist maksimaalne efekt elektritarbimises ja elektritarbimise tagamisel. hoone keskkonnaohutus. Seetõttu püüavad nad kuumades riikides selliste hoonete jaoks tõhusalt ära kasutada kohalikke tingimusi.

Päikeseenergia aktiivne kasutamine

Spetsiaalsed kollektorid ja fotoelemendid, pumbad, akud, erinevad soojusvarustustorustikud on vahendid, mille kaudu toimub päikeseenergia muundamine. Mõelge päikesekollektoritele, mis muundavad päikeseenergiat mitmel viisil, mis määravad sobiva kollektori tüübi.

1. Kodusteks vajadusteks kasutatakse laialdaselt lamekollektorit, mis soojendab vett päikesevalguse mõjul vastavates anumates.

2. Kõrgete temperatuuride korral kasutatakse vaakumpäikesekollektoreid, mis töötavad päikesevalgusega alal asuvate klaastorude kaudu läbiva vee soojendamisel. Selliseid paigaldusi kasutatakse kodutingimustes.

3. Kuivatusseadmetes kasutatakse õhumasside soojendamiseks päikesekiirte all õhktüüpi kollektoreid.

4. Integreeritud tüüpi kollektorid, milles olmesüsteemides soojendatav vesi kogutakse ühisesse mahutisse, mida kasutatakse edaspidi erinevateks vajadusteks, näiteks gaasikatelde jaoks.

Fotoelement (päikesepatarei, aku) on pooljuht, milles valguses tekib vool ilma keemiliste reaktsioonideta, tagades piisavalt pika tööea. Selliseid päikesepatareisid (patareisid) kasutatakse laialdaselt kosmosevaldkonnas, kuid neid saab laialdaselt kasutada ka teistes.

Päikesepaneelid on väga ökonoomsed ja koguvad kodus populaarsust. Näiteks taludes, majapidamiskruntidel näitavad nad nende vastu üha enam huvi. Lisaks arendatakse tänapäeval uute piirkondade ja põllumaade raskesti ligipääsetavaid kohti, eriti meie riigi Aasia osas. Ka auto- ja lennutranspordil on tulevikus võimalus päikesepaneele kasutada. Samuti on vaja esile tõsta nende tervist mitte kahjustavate süsteemide keskkonnasõbralikkust.